(57)【要約】【課題】噛み合うかさ歯車の当接位置が予め設定した位置に近くようにするということを、基本構造を変えることなく、歯面の形状変更のみで実現する。【解決手段】外周に複数の歯を有し、歯の両歯面が各々歯筋方向に膨らみを有するクラウニングをなすとともに、歯の基準ピッチ円すいの母線が軸心に対して傾斜するかさ歯車において、歯の歯面は、少なくとも歯筋方向中央部が一つの円弧形状に形成される。【選択図】図２
2005121106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数の歯（１２）を有し、該歯（１２）の両歯面（１３，１３）が各々歯筋方向に膨らみを有するクラウニングをなすとともに、前記歯（１２）の基準ピッチ円すいの母線（Ｐ）が軸心（Ｘ，Ｙ）に対して傾斜するかさ歯車において、前記歯（１２）の歯面（１３）は、少なくとも歯筋方向中央部（２０）が一つの円弧形状に形成されることを特徴とするかさ歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の動力を伝達する差動装置等に使用されるかさ歯車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自動車等の車両には、図６に示す如く、駆動軸からの動力を左右の車軸１６１，１７１を介して両車輪（図示せず）に配分する差動装置１２１が配設されていた。この差動装置１２１は、トランスミッション１１０のミッションケース１２２に回動自在に支持されるデフケース１４１と、デフケース１４１内部に軸心Ｘ、Ｙが直交するように配設されるかさ歯車１１一つまり一対のサイドギヤ１１１ａ，１１１ａ及び一対のピニオンギヤ１１１ｂ，１１１ｂとを備える。ここでピニオンギヤ１１１ｂ，１１１ｂはデフケース１４１内部に位置決めされたピニオンシャフト１５７に装着され、またサイドギヤ１１１ａ，１１１ａは、デフケース１４１の回転軸と軸心が一致するように配設された左右の車軸１６１，１７１の外周スプライン１６２，１７２に装着される。
【０００３】
上記差動装置１２１の使用状態を説明すると、エンジン（図示せず）の駆動力は駆動シャフト１３１に伝達され、更にその駆動力はデフケース１４１に一体に組付けられたリングギヤ１４３に入力され、デフケース１４１は回転軸を中心に回転する。そして駆動力は、ピニオンギヤ１１１ｂ，１１１ｂ及びサイドギヤ１１１ａ，１１１ａを介して両車軸１６１，１７１の回転差を調整しつつバランス良く回転させるようになっている。
【０００４】
ここで上記駆動力を伝達するかさ歯車１１１の構造を、サイドギヤ１１１ａを例に図７に基づいて説明する。サイドギヤ１１１ａの外周に形成される複数の歯１１２ａは、基準ピッチ円すいの母線Ｐが軸心Ｘに対し傾斜し、基準ピッチ円すいの大径側に位置する歯１１２ａの大径端面１１５の歯たけは長く、基準ピッチ円すいの小径側に位置する歯１１２ａの小径端面１１４の歯たけは短く設定されている。この歯１１２ａの両歯面１１３ａ、１１３ａは、一般的に歯筋方向に中央部１２０，１２０が膨らみを有する楕円の長辺側楕円弧形状のクラウニングをなしている。尚、若干形状は異なるがピニオンギヤ１１１ｂも同様に、基準ピッチ円すいの母線が軸心Ｙに対し傾斜し、歯１１２ｂの両歯面は楕円の長辺側楕円弧形状のクラウニングをなしている。
【特許文献１】特開平８−１７０７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記かさ歯車１１１（サイドギヤ１１１ａ及びピニオンギヤ１１１ｂ）は、図６に示す如く、差動装置１２１として互いの軸心Ｘ，Ｙが直交するように組付いた状態で互いの歯１１２ａ，１１２ｂが噛み合い、駆動力を伝達する。この歯１１２ａ，１１２ｂの噛み合う状態を図３を基に説明すると、サイドギヤ１１１ａ及びピニオンギヤ１１１ｂが所定位置に配置されると、クラウニングが形成される歯面１１３ａ，１１３ｂ（二点鎖線にて表示）の頂点付近が当接する。この所定当接部Ｋは駆動力（荷重）を受けるため、歯面１１３ａ，１１３ｂの中において特に高い強度を有する頂点付近の位置となる。
【０００６】
ここでサイドギヤ１１１ａ及びピニオンギヤ１１１ｂは、デフケース１４１内で互いの歯１１２ａ，１１２ｂが噛み合うことにより所定の位置に配置されるため組立誤差が発生しやすく、その許容範囲内の組立誤差、加工誤差等により、図８に示す如く、サイドギヤ１１１ａの軸心Ｘとピニオンギヤ１１１ｂの軸心Ｙが若干傾いて配置されることがある。このとき、楕円の長辺側楕円弧形状のクラウニングが形成される歯面１１３ａ，１１３ｂは、歯筋方向中央部１２０が両端部付近に比べてなだらか、つまり曲率が小さく形成されるため、当接する中央部１２０付近では対向する歯面１１３ａ，１１３ｂの歯間が小さく、軸心Ｙの若干の傾きにより所定当接部Ｋより歯筋方向に大幅に移動(移動距離Ｓ２)した位置で噛み合い当接することとなる。ここでかさ歯車１１１は、予め設定した所定当接部Ｋで噛み合い当接することにより、所定の歯１１２の強度及び耐久性が得られる。そのため上記かさ歯車１１１のように、実際に噛み合い当接する実当接部Ｋ２が、予め設定した所定当接部Ｋから大幅に移動してしまうと、歯１１２の強度の低い位置で噛み合い当接し、歯１１２の耐久性が低下するということがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、外周に複数の歯を有し、歯の両歯面が各々歯筋方向に膨らみを有するクラウニングをなすとともに、歯の基準ピッチ円すいの母線が軸心に対して傾斜するかさ歯車において、歯の歯面は、少なくとも歯筋方向中央部が一つの円弧形状に形成されることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のかさ歯車によれば、歯面の歯筋方向中央部が一つの円弧形状に形成されるため、噛み合う歯の歯面の所定当接部から両端面に向かって対向する歯の歯間を大きくでき、許容範囲内の組立誤差、加工誤差により噛み合うかさ歯車の軸心が傾いても実当接部を所定当接部に近い位置に設定できるので、歯の強度及び耐久性の低下を抑制できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
噛み合うかさ歯車の当接位置が予め設定した位置に近づくようにするということを、基本構造を変えることなく、歯面の形状変更のみで実現した。
【実施例１】
【００１０】
図１乃至図５は本発明のかさ歯車の実施例を示すもので、図１はかさ歯車を使用した差動装置周辺を表す部分断面正面図、図２はかさ歯車を表し、(ア)は断面正面図、(イ)は基準ピッチ円すいに沿って切断した歯の断面図、図３は二本の軸心が直交する所定のかさ歯車の噛み合い状態を表し、実線が本発明のかさ歯車の噛み合いを表す説明図、図４は二本の軸心が若干傾いたかさ歯車の噛み合い状態を表す説明図、図５は他のかさ歯車を表し、(ア)は断面正面図、(イ)は基準ピッチ円すいに沿って切断した歯の断面図である。
【００１１】
図１は本発明の実施例によるかさ歯車１１であるサイドギヤ１１ａ及びピニオンギヤ１１ｂを組付けた差動装置２１周辺の状態を表し、差動装置２１はボールベアリング５５，５６を介してミッションケース２２内部に回転可能に支承される。
【００１２】
差動装置２１は、半殻状で中心が開口するケース開口４５を有するケース半体４２と、円盤状で中心にケース開口４５と同径のリング開口４６、外周側面にかさ歯状のリング歯４４を有するリングギヤ４３とがボルト７１により一体に組付けられ、デフケース４１を構成する。このデフケース４１のケース開口４５及びリング開口４６から対向する方向に各々車軸７１，６１が突出し、デフケース４１内部に位置する車軸７１，６１のスプライン７２，６２にはサイドギヤ１１ａ，１１ａが装着される。両車軸７１，６１間には軸心に直交するようにピニオンシャフト５７が位置決めされ、サイドギヤ１１ａの歯１２に歯合するようにピニオンギヤ１１ｂがピニオンシャフト５７に装着される。またデフケース４１を構成するリングギヤ４３のリング歯４４には、車軸６１，７１の軸心に直交するように位置決めされる駆動シャフト３１の駆動歯３２が噛合する。この駆動シャフト３１は、ボールベアリング３３及びニードルベアリング３４を介してミッションケース２２内部に回転可能に支承される。
【００１３】
上記差動装置２１の使用状態を説明すると、エンジン（図示せず）の駆動力は駆動シャフト３１に伝達され、更にその駆動力はデフケース４１に一体に組付けられたリングギヤ４３に入力され、デフケース４１は回転軸を中心に回転する。そして駆動力は、ピニオンギヤ１１ｂ，１１ｂ及びサイドギヤ１１ａ，１１ａを介して両車軸６１，７１の回転差を調整しつつバランス良く回転させるようになっている。
【００１４】
ここで上記駆動力を伝達するかさ歯車１１の構造を、サイドギヤ１１ａを例に図２に基づいて説明する。サイドギヤ１１ａは軸心Ｘに平行に形成される貫通孔１８を有し、その内周に車軸６１，７１の外周スプライン６２，７２に係合する内周スプライン１９が形成される。また、外周に形成される複数の歯１２ａは、基準ピッチ円すいの母線Ｐが軸心Ｘに対し傾斜し、基準ピッチ円すいの大径側に位置する歯１２ａの大径端面１５の歯たけは長く、基準ピッチ円すいの小径側に位置する歯１２ａの小径端面１４の歯たけは短く設定されている。この歯１２ａの両歯面１３ａ、１３ａは、歯筋方向に中央部２０，２０が膨らみを有する一つの円弧形状のクラウニングをなしている。尚、若干形状は異なるが、ピニオンギヤ１１ｂも同様に、基準ピッチ円すいの母線が軸心Ｙに対し傾斜し、歯１２ｂの両歯面は一つの円弧形状のクラウニングをなしている。
【００１５】
上記かさ歯車１１（サイドギヤ１１ａ及びピニオンギヤ１１ｂ）は、図１に示す如く、差動装置２１として互いの軸心Ｘ，Ｙが直交するように組付いた状態で互いの歯１２ａ，１２ｂが噛み合い、駆動力を伝達する。この歯１２ａ，１２ｂの噛み合う状態を図３を基に説明すると、サイドギヤ１１ａ及びピニオンギヤ１１ｂが所定位置に配置されると、クラウニングが形成される歯面１３ａ，１３ｂ（実線にて表示）の頂点付近が当接する。この所定当接部Ｋは駆動力（荷重）を受けるため、歯面１３ａ，１３ｂの中において特に高い強度を有する頂点付近の位置となる。また、互いに当接する歯面１３ａ，１３ｂの中央部２０付近では、一般的な楕円の長辺側楕円弧形状の歯面に対し、端面方向に向かって、対向する歯面１３ａ，１３ｂの歯間は大きく設定される。
【００１６】
ここでサイドギヤ１１ａ及びピニオンギヤ１１ｂは、デフケース４１内で互いの歯１２ａ，１２ｂが噛み合うことにより所定の位置に配置されるため組立誤差が発生しやすく、その許容範囲内の組立誤差、加工誤差等により、図４に示す如く、サイドギヤ１１ａの軸心Ｘとピニオンギヤ１１ｂの軸心Ｙが若干傾いて配置されることがある。このとき、一つの円弧形状のクラウニングが形成される歯面１３ａ，１３ｂの互いに当接する中央部２０付近では、一般的な楕円の長辺側楕円弧形状の歯面に対し、端面方向に向かって、対向する歯面１３ａ，１３ｂの歯間が大きく、軸心Ｙが若干傾いても実際に当接する実当接部Ｋ１は予め設定される所定当接部Ｋから大幅に離れた位置に移動することはない（移動距離Ｓ１）。つまり、実当接部Ｋ１を所定当接部Ｋに近い位置に設定できる。
【００１７】
以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施例のかさ歯車１１では歯面１３ａ，１３ｂ全体を一つの円弧形状としたが、図５に示す如く、歯筋方向中央部２０のみを一つの円弧形状とし、中央部２０から連続的に両端面１４，１５につながる歯面を自由形状としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例のかさ歯車を使用した差動装置周辺を表す部分断面正面図である。
【図２】本発明の実施例のかさ歯車を表し、(ア)は断面正面図、(イ)は基準ピッチ円すいに沿って切断した歯の断面図である。
【図３】二本の軸心が直交する所定のかさ歯車の噛み合い状態を表し、実線が本発明のかさ歯車の噛み合いを表し、二線鎖線が従来のかさ歯車の噛み合いを表す説明図である。
【図４】二本の軸心が若干傾いた本発明の実施例のかさ歯車の噛み合い状態を表す説明図である。
【図５】本発明の他の実施例のかさ歯車を表し、(ア)は断面正面図、(イ)は基準ピッチ円すいに沿って切断した歯の断面図である。
【図６】従来のかさ歯車を使用した差動装置周辺を表す部分断面正面図である。
【図７】従来のかさ歯車を表し、(ア)は断面正面図、(イ)は基準ピッチ円すいに沿って切断した歯の断面図である。
【図８】二本の軸心が若干傾いた従来のかさ歯車の噛み合い状態を表す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１２    歯
１３    歯面
２０    （歯面の歯筋方向）中央部
Ｐ      基準ピッチ円すいの母線
Ｘ      軸心
Ｙ      軸心
【図１】
2005121106.tif 000003
【図２】
2005121106.tif 000004
【図３】
2005121106.tif 000005
【図４】
2005121106.tif 000006
【図５】
2005121106.tif 000007
【図６】
2005121106.tif 000008
【図７】
2005121106.tif 000009
【図８】
2005121106.tif 000010